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UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y MECANICA




                ENSAYO DE MATERIALES II



                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
SIGNIFICADO DE ALGUNOS TÉRMINOS UTILIZADOS
Aglomerante: componente que con el agregado de agua
endurece y adquiere capacidad ligante (cemento, cal).

Agregado: componente no activo que confiere masa al conjunto

(arena, ripio).

Mortero: mezcla de aglomerantes, agregado fino y agua.

Fraguado: proceso químico del aglomerante que conduce a su
endurecimiento.

Estado fresco: estado de una mezcla antes de comenzar su
Fraguado.

Pasta aglomerante: mezcla de aglomerante y agua sin el
agregado.




                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
SIGNIFICADO DE ALGUNOS TÉRMINOS
                   UTILIZADOS
Dosificación: proporciones en volumen o en peso de los
componentes de una mezcla.

Aditivo: producto químico que se agrega al mortero o a una
mezcla para mejorar alguna de sus propiedades.

Enlucido o Revocado: Es la aplicación de una o varias capas de
mortero en la superficie de la mapostería hasta que ésta quede
lisa.

Mampuesto: ladrillo, bloque, piedra; elemento que se coloca con
la mano.




                                               M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
EL HORMIGON
DEFINICION:
Es un producto aglomerado constituido por una mezcla de
grava, gravilla, arena, cemento y agua.




          +                  +            +




              =


                                      M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
AGLOMERANTES:

Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales
que, en estado pastoso y con consistencia variable,
tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse
fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí,
protejerlos,  endurecerse  y   alcanzar   resistencias
mecánicas considerables.



          POLVO FINO + AGUA = PASTA

CLASIFICACION DE LOS AGLOMERANTES:
1. AEREOS O NO HIDRAULICOS: Los que solo
   endurecen en el aire (requieren la presencia del
   aire para fraguar), dando morteros no
   resistentes al agua. Comprenden el yeso, la cal
   y la magnesia.


                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CLASIFICACION DE LOS AGLOMERANTES:

2. HIDRAULICOS: Aquellos que se endurecen en forma
   pétrea tanto en el aire como en el agua (pueden
   fraguar con o sin presencia del aire, incluso bajo el
   agua). Pertenecen a este grupo las cales hidráulicas
   y los cementos. Se incluyen las puzolanas, que,
   aunque por si solas no endurecen o fraguan, si se
   mezclan con cales, dan productos hidráulicos.


3.    HIDROCARBONATADOS: Son producto de la
     destilación del petróleo, y deben su endurecimiento
     unicamente al enfriamiento o evaporación de sus
     disolventes; entre estos tenemos el betún, el
     alquitrán.




                                               M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
EL YESO
Es el producto resultante (polvo) de la deshidratación total o
parcial del aljez o piedra pómez. Este polvo amasado con agua
fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso).
Se encuentra en la naturaleza como Sulfato Cálcico Dihidratado
(CaSO4.2H2O)



CARACTERISTICAS DEL YESO

a) Color blanco
b) Pequeña resistencia

                   Yeso negro        Yeso blanco        Yeso escayola

R. a flexión       30 Kgf/cm2        40 Kgf/cm2         70 Kgf/cm2
R. a compresión    73 Kgf/cm2        100 Kgf/cm2        150 Kgf/cm2

*Los tipos de yeso se diferencian entre sí por la proporción de
impurezas y su finura.



                                                     M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CARACTERISTICAS DEL YESO

c) Gran velocidad de fraguado
d) Es exotérmico (libera calor y genera
   incremento de temperatura).
e) Es de muy buen aislamiento térmico.




                                          M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
USOS DEL YESO

     En albañilería (confección de morteros simples para la
construcción de tabiques y bóvedas para formación de cielos
rasos, revocos y enlucidos, esgrafiados, estucos, etc.) en la
fabricación de placas machienbradas para techos falsos,
artesonados, pisos, florones y motivos de adorno.

 Junto con arcilla se emplea como fertilizante y sin fraguar es un
aditivo retardador de la solidificación en el cemento. También se
usa como fundente cerámico y como relleno de pinturas.




  Roca mineral Yeso ( Selenita)




                                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
LA CAL
Producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la
acción del calor. Estas rocas (CO3Ca) calentadas a mas de 900º C
producen el óxido de calcio o cal viva (CaO), de color blanco y peso
especifico de 3.4 kg./dm3. Esta cal viva puesta en contacto con el
agua se hidrata (apagado de la cal) desprendiendo calor,
obteniéndose una pasta blanda que amasada además con arena da
como resultado el mortero de cal, muy empleado en enlucido de
exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimación o
pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas.

Apagado de la cal: El oxido cálcico (CaO), o cal viva, no se puede
emplear en la construcción de forma directa: es necesario hidratarla.
Para ello, se la pone en contacto con el agua, operación que se llama
apagado de la cal [Ca(OH2)].




                                                 M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
USOS DE LA CAL

La cal se usa para estabilizar suelos arcillosos, para dar calidad
durable, cohesión, dureza y resistencia a los caminos con el
cemento y concreto, para producir acero, vidrio, plástico, hierro,
aluminio, cristal, cables, de fibra óptica, papel, ladrillo, recubrimiento
para techo, fibra de vidrio, pintura, espuma, alfombras; para la
purificación del cobre, oro, plata, etc.; se usa también para curtir
pieles, para hacer dulces, bebidas de soya, refrescos, leche, nieve,
yoghurt, queso, crema, chicles, tortilla, tabletas, antiácidos,
medicinas, azúcar, cerveza, alimento para pollos y vacas.
También se usa como desinfectante para evitar el sarro de las
tuberías, corrige la acidez del agua residual, como tratamiento
de la materia orgánica y fertilizante.


CLASES DE CAL

a) Cal Aérea
b) Cal Hidráulica



                                                     M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CAL AEREA O CAL GRASA
Si la piedra caliza es pura o tiene un contenido máximo en arcilla de
un 5%, produce una clase de cal muy blanca, que forma una pasta
muy fina y untuosa cuando se apaga.

Caliza (CO3) + Calor (900C) ► Cal viva (CaO) + CO2
Cal viva (CaO) + H2O ► Cal Apagada Ca(OH)2 + Calor (150C)

CARACTERISTICAS:

a) Color blanco
b) Resistencia relativamente pequeña
c) Fragua en presencia de aire relativamente lento y consiste en:
secado del agua de amasado y absorción de CO2.




                                                  M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CAL HIDRAULICA

El porcentaje de arcilla en la roca caliza es superior al 5%, la cal que
se obtiene posee propiedades hidráulicas, aun manteniendo las
propiedades de la cal grasa. Por consiguiente, este tipo de cal puede
fraguar y endurecer en el aire y debajo del agua.

Caliza (CO3Ca)+Arcilla (8 a 20%)+Calor (1100C)►Cal Hidraul.

CARACTERISTICAS

a) Color gris
b) Fragua con o sin aire y en el agua
c) Es mas resistente que la cal aérea.




                                                   M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
INDICE HIDRAULICO

Vicat propone lo siguiente:



             SiO2 + Al 2 O3 + Fe2 O3
          I=
                 CaO + MgO
Si:   I   =   0 – 0.10      ► Cal aérea
Si:   I   =   0.10 – 0.16   ► Cal débilmente hidráulica
Si:   I   =   0.16 – 0.60   ► Cal Hidráulica
Si:   I   =   0.60 – 1.20   ► CEMENTO




                                                          M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
PUZOLANAS


El código ASTM (1992), en la definición 618-78, define las puzolanas
como "materiales silíceos o alumino-silíceos quienes por sí solos
poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se han dividido
finamente y están en presencia de agua reaccionan químicamente
con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar
compuestos con propiedades cementantes.

• Producto silíceo (SiO2) o alumino-silíceo.
• Suelo de orígen volcánico que reducido a polvo y mezclado con la
cal aérea dan un aglomerante hidráulico. Ejemplo: el cascajo que es
hasta un 99% SiO2.




                                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
TIPOS DE PUZOLANAS

NATURALES: De orígen volcánico, por ejemplo las cenizas
volcánicas, la piedra pómez.

ARTIFICIALES: Residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros
tipos de arcilla a 800 ºC, o producto de la molienda de estos.




                                                  M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CEMENTO

Ligante hidráulico, o sea una sustancia que mezclada con el agua,
está en condiciones de endurecer ya sea en el aire, como debajo
del agua. La piedra de cemento en vía de formación presenta
resistencias elevadas y no se disuelve en el agua.

CLASIFICACION
Hay varias formas de clasificacion dependiendo del fraguado, la
composición química, y la aplicación.

POR SU FRAGUADO: Pueden ser rápidos o lentos según éste
termine antes o después de 1 hora.

POR SU COMPOSICION QUIMICA: Naturales, Portland, escorias,
puzolánicos, aluminosos sulfatados.

POR SUS APLICACIONES: De alta resistencia inicial, resistente a
los sulfatos.



                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CEMENTO PORTLAND

•   Se atribuye a José Aspind la invención del Cemento
    Portland patentado en 1824.

           FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND

1. EXTRACCION Y TRITURADO DE LA MATERIA PRIMA
   Como es dificil encontrar en la naturaleza calizas con la
   cantidad precisa de arcilla para fabricar el cemento, se
   recurre a la mezcla en proporciones determinadas.
                60% CALIZA + 40% ARCILLA

•   Para producir 1Tn. de cemento es necesario utilizar por lo
    menos 1.5Tn. de materia prima.
•   La piedra bruta es pretriturada en la cantera hasta el
    tamaño de un puño.




                                           M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
2. MEZCLADO Y REDUCCION DE LA MATERIA PRIMA HASTA
   UNA FINURA SIMILAR A LA DE LA HARINA.

    Puede hacerse por dos métodos:

a) POR VIA SECA: Se usa cuando las materias primas son
   duras y no contienen arena, hay que extraer su humedad
   natural antes de su pulverización.

b) POR VIA HUMEDA: Los materiales se unen mezclándolos
   con agua.


•   Esta mezcla se muele en molinos con bolas de acero hasta
    un alto grado de homogeneidad y finura.




                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
3. COCCION DE LA MEZCLA Y         TRANSFORMACION DEL
   CLINKER

  La mezcla se lleva a hornos giratorios a una temperatura
  aproximada de 1450C (principios de fusión), resultando
  unas bolas de mas o menos 1 cm de diámetro llamadas
  CLINKER.




                      CLINKER


                                           M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
4. MOLIENDA DEL CLINKER CON YESO Y ADITIVOS

  El clinker es molido en la unidad de molienda con una
  pequeña cantidad de yeso (3 a 4%) que actúa como
  regulador de fraguado, dando como resultado el CEMENTO.

  Según el tipo de cemento se agregan al clinker, durante la
  molienda, compuestos minerales (calcáreos, puzolanas,
  escorias de alto horno, cenizas volantes) para formar los
  llamados Cementos Portland con Adiciones.




                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
TIPOS DE CEMENTO PORTLAND




                      M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

    La normas: INEN 152 establece 5 tipos de cemento portland:

    TIPO I: Cemento Portland ordinario de uso general. Se lo utiliza
    en hormigones normales que no estarán expuestos a sulfatos en
    el ambiente, en el suelo o en el agua del subsuelo.
         TIPO IA: Tipo I + aditivo incorporador de aire
         TIPO IE: Es aquel en el que se incluye hasta un 20% de
    puzolana en el momento de moler el clinker.
         TIPO IP: Se incluye entre 20 y 40% de puzolana       en el
    momento de moler el clinker, para que reaccione con la cal y
    colabore con la resistencia.

•   Los cementos que se usan en el país son el IP y el IE.

•   VENTAJAS DE USAR CEMENTO CON PUZOLANA
    a) Genera menor calor de hidratación.
    b) Son mas resistentes a las aguas con sulfatos y a las aguas
    selenitosas.


                                                   M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

TIPO II:     De moderado calor de hidratación y moderada
resistencia a sulfatos. Pueden usarse como cementos
antibacteriales por ejemplo en piscinas.

     TIPO IIA: Tipo II + aditivo incorporador de aire.


TIPO III: De alta resistencia inicial, pero producen mayor calor
de hidratación. Son los cementos de fraguado rápido, que
suelen utilizarse en obras de hormigón que están en contacto
con flujos de agua durante su construcción o en obras que
pueden inestabilizarse rápidamente durante la construcción.


     TIPO IIIA: Tipo III + aditivo incorporador de aire.




                                               M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
TIPOS DE CEMENTO PORTLAND


TIPO IV: De bajo calor de hidratación. Son los cementos de
fraguado lento. Se los emplea en obras que contienen grandes
volúmenes continuos de hormigón como las presas, permitiendo
controlar el calor emitido durante el proceso de fraguado.

TIPO V: Resistente a los sulfatos que pueden estar presentes en
los agregados del hormigón o en el propio medio ambiente.

• En Europa se identfica al cemento así: P-250, P-350, P-450,
etc., en donde:
                   P = Portland
                   # = Resistencia a la compresión a los 28
          días de edad, de un mortero normal 1:3.




                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANCAS DEL CEMENTO


1. Finura de Molido: Característica íntimamente ligada al valor
hidráulico del cemento, ya que influye en la velocidad de las
reacciones químicas durante el fraguado.

Los granos de cemento se hidratan únicamente hasta una
profundidad de 0.01mm, por lo que, si son demasiado gruesos
quedará un núcleo inerte, bajando su rendimiento.

Si son demasiado finos, su retracción y calor de hidratación
aumentan, resultando perjudicial. Pero, sabiendo que las
resistencias mecánicas aumentan con la finura, se llega al
compromiso de que el cemento portland debe estar finamente
molido pero no en exceso.

La finura de cemento se mide por sus residuos en dos tamices
tipo, de 900 y 4900 mallas por centímetro cuadrado.



                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANCAS DEL CEMENTO


2. Peso específico real: Varía muy poco de unos cementos a otros
   y oscila alrededor de 3.0 g/cm3.

3. Fraguado: El cemento al ser mezclado con el agua forma una
   pasta, que tiene la propiedad de rigidizarse progresivamente
   adquiriendo resistencia.

   FRAGUADO INICIAL: Es el tiempo transcurrido desde que se
   añade agua a la mezcla hasta que empieza a perder plasticidad
   (trabajabilidad) y ganar resistencia.

   FRAGUADO FINAL: Es el tiempo transcurrido desde que se
   añade agua a la mezcla hasta cuando cuando ésta está lo
   suficientemente endurecida tal que, al añadir mas agua, no
   sufre alteración de ningún tipo.




                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANCAS DEL CEMENTO

FALSO FRAGUADO: Endurecimiento prematuro de la
mezcla, que tiene lugar de 1 a 5 minutos después de
comenzar el amasado, debido a la deshidratación de la
piedra de yeso durante la molienda.

•    Este proceso parece provenir de un comportamiento anómalo
    del yeso adicionado al cemento en la etapa de molienda del
    clínker.

•     Dificulta grandemente los procesos de manipulación,
    transporte, coloca-ción y compactación del hormigón.

•     No altera las propiedades del cemento, por lo que es
    inofensivo.

•   Se soluciona continuando el amasado del cemento.




                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DURACION DEL FRAGUADO


a)    Finura: Cuanto mas fino es el cemento, el fraguado es más
     rápido.
b) Agua: Cuanto menos agua, más rápido es el fraguado.


c)    Aridos: No deben tener materias orgánicas ni humus, porque
     retrasan el fraguado.

d) Temperatura: La elevación de temperatura disminuye el
   tiempo de fraguado y viceversa.




                                               M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANICAS DEL CEMENTO


4. Expansión en autoclave: Ensayo que combina presión con
   temperatura poniendo de manifiesto el carácter mas o menos
   expansivo que tendrá un cemento.


5. Resistencia Mecánicas: Como resistencia de un cemento se
   entiende la de un mortero normalizado, amasado con con
   arena de granulometría de terminada, y relación agua
   /cemento específica.




                                           M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CEMENTO BLANCO

•   El cemento portland blanco se obtiene a partir de un clinker de
    color blanco al que luego en la molienda adiciona yeso.

•   El clinker blanco se obtiene por calcinación a una temperatura
    del orden de 1450-1500 C en el horno de una mezcla
    finamente dividida de piedra caliza y arcillas blancas de tipo
    caolín.

•   Los cementos blancos tienen las mismas resistencias e incluso
    mayores que los cementos grises.




                                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
FABRICACION DEL CEMENTO
         BLANCO




                  M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
USOS DEL CEMENTO BLANCO:

•   Construcciones generales de concreto, tales como: losas,
    columnas, vigas, muros, pisos, pavimentos, aceras.

•   Elementos prefabricados: bloques, tejas, ladrillos, adoquines,
    estatuas, bancas, potes, fuentes, etc.

•   Lechada para pisos y paredes.

•   Pegamento de baldosas, azulejos y piezas sanitarias.

•   Base de pintura.

•   Fabricación de baldosas para pisos exteriores e interiores.

•   Materia prima primordial para la fabricación de morteros de
    diversos tipos: estucos, monocapas, lechadas y pegamentos.




                                                 M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO

•   Debe almacenarse en un lugar fresco y seco de temperatura
    controlada.

•   El piso deberá ser de preferencia de tablas, que se eleven
    sobre el suelo natural para evitar el paso de la humedad.
•   Las bolsas se deberán apilar juntas, de manera de minimizar la
    circulación del aire, dejando un espacio alrededor de las
    paredes.

•   Las puertas y las ventanas deberán estar permanentemente
    cerradas.

•   El apilamiento del cemento, por periodos no mayores de 60
    días, podrá llegar hasta una altura de doce bolsas.
    Para mayores periodos de almacenamiento el limite
    recomendado es el de ocho bolsas, para evitar la compactación
    del cemento.




                                               M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO

•   No deberá aceptarse, de acuerdo a lo establecido en la norma,
    bolsas  deterioradas   o   que    manifiesten    señales   de
    endurecimiento                 del                   cemento.

•   En obras pequeñas o cuando el cemento va a estar
    almacenado en periodos cortos, no más de 7 días, puede
    almacenarse con una mínima protección.




                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CEMENTO AL GRANEL




    •                     Tran
                          spor
                          te
                          (Veh
                          ículo
                          Ciste
                          rna)



                                   •   Almacenamiento
•       Transporte (Remolque)          en Silos



                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
LOS AGREGADOS o ARIDOS
  (INEN 872 – ASTM C 33)
Término que se emplea para definir al material pétreo que se
utiliza en el hormigón, independientemente de su tamaño.

• El término agregado abarca a las arenas, gravas naturales y
piedra triturada, y también los materiales especiales utilizados
para producir hormigones ligeros y pesados.

• Los áridos deben tener características de resistencia y
durabilidad en grado igual o superior a las especificadas para el
concreto.

• Los áridos pueden ser rodados cuyo uso debe limitarse a
hormigones de baja resistencia, y machacados o triturados,
empleados en hormigones de mediana y alta resistencia.

• Si el árido se encuentra mezclado con arcilla es imprescindible
lavarlo, ya que este material disminuye grandemente la
adherencia con la pasta.

                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
FUNCIONES DE LOS AGREGADOS


1. Bajar el costo del hormigón.

2. Comunicar    su resistencia a     la
   compresión   y a la abrasión      al
   hormigón.

3. Reducir los cambios volumetricos
   (retracción) durante el fraguado, ya
   que el cemento disminuye su volumen
   al fraguar.




                                          M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
LOS AGREGADOS o ARIDOS


LA ARENA o ARIDO FINO:


Se denomina así a la fracción menor a 5mm. Es el árido de mayor
responsabilidad, al punto que podría decirse que no es posible
hacer un buen hormigón sin una buena arena.

• Las mejores arenas son las de río, ya que salvo algunas
excepciones son cuarzo puro.

• Las arenas de mina suelen tener arcilla en exceso, por lo que
deben lavarse.

• Las arenas que provienen de la trituración de granitos, basaltos
y rocas análogas, son también exelentes.

• Las arenas de procedencia caliza son de calidad muy variable.


                                               M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
LOS AGREGADOS (ARIDOS)

LA ARENA o ARIDO FINO
• La humedad de la arena es de gran importancia en la
dosificación de hormigones, sobre todo cuando se dosifica al
volumen.

• La arena no debe contener sustancias perjudiciales para el
hormigón.




                                          M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
LOS AGREGADOS (ARIDOS)


LA GRAVA, RIPIO o ARIDO GRUESO:



Se denomina así a la fracción mayor de 5mm.

• Su resistencia está ligada a su dureza, densidad, y modulo de
elasticidad.

• Una buena grava tiene una densidad real mayor a 2.6 g/cc, y
una resistencia a la compresión mayor a 1000 Kg/cm2.

• Una grava no admisible tiene una densidad real menor a 2.3
g/cc, y una resistencia a la compresión menor a 500 Kg/cm2.




                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
DENSIDAD APARENTE DE LOS AGREGADOS
Es la relación entre la masa del agregado que ocupa el recipiente,
para el volumen del recipiente. Se llama APARENTE, debido a que
quedan vacíos entre las partículas de agregado.




                              PESO    UNITARIO:     según    norma
                              ASTM
                    m
                 d=           MASA    UNITARIA:     según    norma
                    V         INEN

                              DENSIDAD APARENTE: es como la
                              llamaremos




                                               M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
ENSAYO DE LA DETERMINACION DE LA DENSIDAD
APARENTE DE LOS AGREGADOS (INEN 858)



DETERMINACION DELA DENSIDAD SUELTA

• Llenamos el recipiente con el agregado únicamente con una
pala, y luego enrasamos a nivel del borde del recipiente.

• La densidad será igual a la masa del agregado suelto dividida
para el volumen del recipiente.




                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
ENSAYO DE LA DETERMINACION DE LA DENSIDAD
APARENTE DE LOS AGREGADOS

DETERMINACION DELA DENSIDAD COMPACTADA

• Llenamos el recipiente con el agregado hasta el 1/3 de su altura.

• Compactamos con la varilla de acero dando 25 golpes en espiral
de adentro hacia afuera, cuidando de no golpear el fondo del
recipiente.

• Colocamos otra capa de material hasta los 2/3 de la altura y
compactamos de acuerdo al procedimiento indicado.

• Llenamos el recipiente       hasta   un   poco    mas    del   borde,
compactamos y enrasamos.


Varilla lisa compactadora: L = 24” = 600mm ; D = 5/8” = 16mm




                                                   M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
DENSIDAD APARENTE DE LA MEZCLA COMPACTADA DE
    AGREGADO FINO CON AGREGADO GRUESO




                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CONDICIONES DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS
SECADO AL HORNO (SECO):
Toda la humedad externa e interna           es   eliminada     por
calentamiento a una temperatura de 270 F.

HUMEDAD NATURAL:
Cuando no hay humedad libre o superficial, y parte de los poros
internos de la partícula están llenos de agua.

SATURADO SUPERFICIE SECA (SSS):
Cuando no hay humedad libre o superficial, pero todos los poros
internos de la partícula estan llenos de agua.

SATURADO SUPERFICIE HUMEDA (SSH):
Cuando hay humedad superficial, la partícula está visiblemente
mojada, y todos sus poros están llenos de agua.




                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
CAPACIDAD DE ABSORCION DE LOS AGREGADOS


                   Msss − M sec o
           CA(%) =                x100
                      M sec o
COMENTARIOS

• Si El material está en condición SSS, diremos que está en
equilibrio o en una condición especial, ya que no puede absorver
mas agua pero tampoco cederla.

• Al momento de elaborar el Hormigón, los agregados pasan de
cualquier condición en la que estén, a la condición SSS.

• Cuanto mas alta es la capacidad de absorción del agregado, éste
es de menor calidad.




                                              M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
DENSIDAD REAL DE LOS AGREGADOS



                 ASTM la       llama   BULK   SPECIFIC
                 GRAVITY
       Msss
δr =             INEN la llama DENSIDAD ABSOLUTA
     Vmaterial   DENSIDAD       REAL    es    como     la
                 llamaremos.




                                        M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
DENSIDAD REAL DEL AGREGADO GRUESO

Normas: ASTM C127-80, INEN 857

                           Msss
                δr =
                     Msss − Menelagua
                          δagua

       DENSIDAD REAL DEL AGREGADO FINO

Normas: ASTM C128-80, INEN 856

• Se determinará con el método del picnómetro, con similar
procedimiento al realizado para el cemento.

                          Msss
                   δr =
                        Vmaterial
                                         M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS
    Es la distribución de los distintos tamaños de los granos que lo
    componen.

•    Los áridos empleados en hormigón se obtienen mezclando en
    proporciones adecuadas, arenas y gravas. El árido compuesto
    debe reunir dos condiciones :

a) Su compacidad debe ser lo mas elevada posible, ya que así
   será menor la cantidad de cemento para un hormigón
   compacto. La compacidad de un árido es la relación entre su
   volumen real y su volumen aparente.

b) La superficie total (superficie específica) de los granos del
   árido debe tener el menor valor posible, ya que todos ellos
   deben ir envueltos de una película de pasta de cemento, cuya
   cantidad disminuye con la mencionada superficie.




                                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
•      La granulometría se determina mediante el tamizado de una
       muestra en los tamices de la SERIE DE TYLER, o los
       especificados por la norma ASTM E11, e INEN 152


                              TAMICES DE LA SERIE DE TYLER


    Tamiz
      #      200    100      50     30     16      8      4     3/8"   3/4"    1 1/2"    3"


Abert
ura en
 mm         0.075   0.149   0.297   0.59   1.19   2.38   4.76   9.50   19.00   38.00    76.00




•      De acuerdo a ASTM E11, para agregado fino se usarán los
       tamices #4, #8, #16, #30, #50, y #100; mientras que para
       agregado grueso los tamices 6”, 3”, 1 ½”, ¾”, 3/8”, y #4.

•      Los detalles sobre la Curva Granulométrica de los agregados se
       especifica en la norma INEN 696.


                                                                                   M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
•   Ejercicio granulométrico para el agregado fino


PARABOLA DE FULLER

               d            d= Diámetro de la partícula menor
       P = 100              D= Diámetro de la partícula mayor
               D
•   Indica el porcentaje que debe pasar por cada tamiz

•   Fuller dice que si el agregado no cumple con la gráfica que se
    construye con la ecuación dada NO es un buen agregado, lo
    cual no es del todo cierto, por lo que la Norma ASTM C33
    propone otros límites para determinar la distribución
    granulométrica de los agregados.

•   Si la curva del material se encuentra sobre la curva de la
    norma, entonces es demasiado fino; y si está por debajo es
    demasiado grueso.


                                                    M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
MODULO DE FINURA o MODULO DE FINEZA o MODULO
                GRANULOMETRICO (ASTM C125)

•   El módulo de finura es el valor correspondiente a la centésima
    parte de la suma de los porcentajes retenidos acumulados en
    los tamices #100 - #50 - #30 - #16 - #8 - #4 – 3/8” – 3/4”,
    etc.

•   Se recomienda que el módulo de finura para las arenas, para
    su uso en hormigón, esté entre 2.3 y 3.1.

•   Si el módulo de finura disminuye, el material es más fino y por
    lo tanto la superficie específica aumenta, y viceversa.


    TAMAÑO NOMINAL MAXIMO

    Es el tamaño del tamíz comercial anterior al primer tamíz en el
    que hubo el 15% o más de retenido.



                                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
OTRAS NORMAS PARA ENSAYOS
-   Resistencia al desgaste del ripio: INEN 860
-   Contenido de Humedad de los agregados: INEN 862
-   Sanidad del Arena: INEN 855


                                             M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
AGUA DE AMASADO Y AGUA DE CURADOPARA EL
                   HORMIGON

•   El agua de amasado participa en las reacciones de hidratación
    del cemento, y confiere al hormigón la trabajabilidad necesaria
    para una correcta puesta en obra.

•   La cantidad de agua de amasado debe ser la mínima
    necesaria, ya que el agua en exceso se evapora y crea una
    serie de huecos (capilares) en el hormigón, que disminuyen su
    resistencia.

•   Cada litro de agua de amasado añadida de más al hormigón,
    equivale a una disminución de 2Kg. de cemento,
    aproximadamente.

•   El hormigón debe curarse con abundante agua.




                                                M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
•   Tanto el agua de amasado como el agua de curado deben ser
    aptas para desempeñar eficazmente su función, por lo que,
    como regla general

     El agua de amasado y de curado debe ser POTABLE

•   Las aguas de alta montaña por su gran pureza, son altamente
    agresivas.

•   Aguas bombeadas de minas, que no sean de carbón, algunas
    de residuos industriales, aguas pantanosas, pueden ser usadas
    sin problema.

•   Pero si el agua tiene partículas en suspensión (limos o arcillas),
    debe analizarse la posibilidad de uso, ya que estos finos
    disminuyen notablemente la adherencia pasta – árido.

•   Si obligadamente debe usarse una agua sospechosa, deberá
    reforzarse la dosis de cemento en el hormigón.



                                                  M.Sc. Ing. Santiago Medina R.

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Universidad Técnica de Ambato Ensayo de Materiales II

  • 1. UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y MECANICA ENSAYO DE MATERIALES II M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 2. SIGNIFICADO DE ALGUNOS TÉRMINOS UTILIZADOS Aglomerante: componente que con el agregado de agua endurece y adquiere capacidad ligante (cemento, cal). Agregado: componente no activo que confiere masa al conjunto (arena, ripio). Mortero: mezcla de aglomerantes, agregado fino y agua. Fraguado: proceso químico del aglomerante que conduce a su endurecimiento. Estado fresco: estado de una mezcla antes de comenzar su Fraguado. Pasta aglomerante: mezcla de aglomerante y agua sin el agregado. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 3. SIGNIFICADO DE ALGUNOS TÉRMINOS UTILIZADOS Dosificación: proporciones en volumen o en peso de los componentes de una mezcla. Aditivo: producto químico que se agrega al mortero o a una mezcla para mejorar alguna de sus propiedades. Enlucido o Revocado: Es la aplicación de una o varias capas de mortero en la superficie de la mapostería hasta que ésta quede lisa. Mampuesto: ladrillo, bloque, piedra; elemento que se coloca con la mano. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 4. EL HORMIGON DEFINICION: Es un producto aglomerado constituido por una mezcla de grava, gravilla, arena, cemento y agua. + + + = M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 5. AGLOMERANTES: Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protejerlos, endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables. POLVO FINO + AGUA = PASTA CLASIFICACION DE LOS AGLOMERANTES: 1. AEREOS O NO HIDRAULICOS: Los que solo endurecen en el aire (requieren la presencia del aire para fraguar), dando morteros no resistentes al agua. Comprenden el yeso, la cal y la magnesia. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 6. CLASIFICACION DE LOS AGLOMERANTES: 2. HIDRAULICOS: Aquellos que se endurecen en forma pétrea tanto en el aire como en el agua (pueden fraguar con o sin presencia del aire, incluso bajo el agua). Pertenecen a este grupo las cales hidráulicas y los cementos. Se incluyen las puzolanas, que, aunque por si solas no endurecen o fraguan, si se mezclan con cales, dan productos hidráulicos. 3. HIDROCARBONATADOS: Son producto de la destilación del petróleo, y deben su endurecimiento unicamente al enfriamiento o evaporación de sus disolventes; entre estos tenemos el betún, el alquitrán. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 7. EL YESO Es el producto resultante (polvo) de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra pómez. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso). Se encuentra en la naturaleza como Sulfato Cálcico Dihidratado (CaSO4.2H2O) CARACTERISTICAS DEL YESO a) Color blanco b) Pequeña resistencia Yeso negro Yeso blanco Yeso escayola R. a flexión 30 Kgf/cm2 40 Kgf/cm2 70 Kgf/cm2 R. a compresión 73 Kgf/cm2 100 Kgf/cm2 150 Kgf/cm2 *Los tipos de yeso se diferencian entre sí por la proporción de impurezas y su finura. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 8. CARACTERISTICAS DEL YESO c) Gran velocidad de fraguado d) Es exotérmico (libera calor y genera incremento de temperatura). e) Es de muy buen aislamiento térmico. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 9. USOS DEL YESO En albañilería (confección de morteros simples para la construcción de tabiques y bóvedas para formación de cielos rasos, revocos y enlucidos, esgrafiados, estucos, etc.) en la fabricación de placas machienbradas para techos falsos, artesonados, pisos, florones y motivos de adorno. Junto con arcilla se emplea como fertilizante y sin fraguar es un aditivo retardador de la solidificación en el cemento. También se usa como fundente cerámico y como relleno de pinturas. Roca mineral Yeso ( Selenita) M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 10. LA CAL Producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la acción del calor. Estas rocas (CO3Ca) calentadas a mas de 900º C producen el óxido de calcio o cal viva (CaO), de color blanco y peso especifico de 3.4 kg./dm3. Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) desprendiendo calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada además con arena da como resultado el mortero de cal, muy empleado en enlucido de exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimación o pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas. Apagado de la cal: El oxido cálcico (CaO), o cal viva, no se puede emplear en la construcción de forma directa: es necesario hidratarla. Para ello, se la pone en contacto con el agua, operación que se llama apagado de la cal [Ca(OH2)]. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 11. USOS DE LA CAL La cal se usa para estabilizar suelos arcillosos, para dar calidad durable, cohesión, dureza y resistencia a los caminos con el cemento y concreto, para producir acero, vidrio, plástico, hierro, aluminio, cristal, cables, de fibra óptica, papel, ladrillo, recubrimiento para techo, fibra de vidrio, pintura, espuma, alfombras; para la purificación del cobre, oro, plata, etc.; se usa también para curtir pieles, para hacer dulces, bebidas de soya, refrescos, leche, nieve, yoghurt, queso, crema, chicles, tortilla, tabletas, antiácidos, medicinas, azúcar, cerveza, alimento para pollos y vacas. También se usa como desinfectante para evitar el sarro de las tuberías, corrige la acidez del agua residual, como tratamiento de la materia orgánica y fertilizante. CLASES DE CAL a) Cal Aérea b) Cal Hidráulica M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 12. CAL AEREA O CAL GRASA Si la piedra caliza es pura o tiene un contenido máximo en arcilla de un 5%, produce una clase de cal muy blanca, que forma una pasta muy fina y untuosa cuando se apaga. Caliza (CO3) + Calor (900C) ► Cal viva (CaO) + CO2 Cal viva (CaO) + H2O ► Cal Apagada Ca(OH)2 + Calor (150C) CARACTERISTICAS: a) Color blanco b) Resistencia relativamente pequeña c) Fragua en presencia de aire relativamente lento y consiste en: secado del agua de amasado y absorción de CO2. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 13. CAL HIDRAULICA El porcentaje de arcilla en la roca caliza es superior al 5%, la cal que se obtiene posee propiedades hidráulicas, aun manteniendo las propiedades de la cal grasa. Por consiguiente, este tipo de cal puede fraguar y endurecer en el aire y debajo del agua. Caliza (CO3Ca)+Arcilla (8 a 20%)+Calor (1100C)►Cal Hidraul. CARACTERISTICAS a) Color gris b) Fragua con o sin aire y en el agua c) Es mas resistente que la cal aérea. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 14. INDICE HIDRAULICO Vicat propone lo siguiente: SiO2 + Al 2 O3 + Fe2 O3 I= CaO + MgO Si: I = 0 – 0.10 ► Cal aérea Si: I = 0.10 – 0.16 ► Cal débilmente hidráulica Si: I = 0.16 – 0.60 ► Cal Hidráulica Si: I = 0.60 – 1.20 ► CEMENTO M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 15. PUZOLANAS El código ASTM (1992), en la definición 618-78, define las puzolanas como "materiales silíceos o alumino-silíceos quienes por sí solos poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se han dividido finamente y están en presencia de agua reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar compuestos con propiedades cementantes. • Producto silíceo (SiO2) o alumino-silíceo. • Suelo de orígen volcánico que reducido a polvo y mezclado con la cal aérea dan un aglomerante hidráulico. Ejemplo: el cascajo que es hasta un 99% SiO2. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 16. TIPOS DE PUZOLANAS NATURALES: De orígen volcánico, por ejemplo las cenizas volcánicas, la piedra pómez. ARTIFICIALES: Residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla a 800 ºC, o producto de la molienda de estos. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 17. CEMENTO Ligante hidráulico, o sea una sustancia que mezclada con el agua, está en condiciones de endurecer ya sea en el aire, como debajo del agua. La piedra de cemento en vía de formación presenta resistencias elevadas y no se disuelve en el agua. CLASIFICACION Hay varias formas de clasificacion dependiendo del fraguado, la composición química, y la aplicación. POR SU FRAGUADO: Pueden ser rápidos o lentos según éste termine antes o después de 1 hora. POR SU COMPOSICION QUIMICA: Naturales, Portland, escorias, puzolánicos, aluminosos sulfatados. POR SUS APLICACIONES: De alta resistencia inicial, resistente a los sulfatos. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 18. CEMENTO PORTLAND • Se atribuye a José Aspind la invención del Cemento Portland patentado en 1824. FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND 1. EXTRACCION Y TRITURADO DE LA MATERIA PRIMA Como es dificil encontrar en la naturaleza calizas con la cantidad precisa de arcilla para fabricar el cemento, se recurre a la mezcla en proporciones determinadas. 60% CALIZA + 40% ARCILLA • Para producir 1Tn. de cemento es necesario utilizar por lo menos 1.5Tn. de materia prima. • La piedra bruta es pretriturada en la cantera hasta el tamaño de un puño. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 19. 2. MEZCLADO Y REDUCCION DE LA MATERIA PRIMA HASTA UNA FINURA SIMILAR A LA DE LA HARINA. Puede hacerse por dos métodos: a) POR VIA SECA: Se usa cuando las materias primas son duras y no contienen arena, hay que extraer su humedad natural antes de su pulverización. b) POR VIA HUMEDA: Los materiales se unen mezclándolos con agua. • Esta mezcla se muele en molinos con bolas de acero hasta un alto grado de homogeneidad y finura. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 20. 3. COCCION DE LA MEZCLA Y TRANSFORMACION DEL CLINKER La mezcla se lleva a hornos giratorios a una temperatura aproximada de 1450C (principios de fusión), resultando unas bolas de mas o menos 1 cm de diámetro llamadas CLINKER. CLINKER M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 21. 4. MOLIENDA DEL CLINKER CON YESO Y ADITIVOS El clinker es molido en la unidad de molienda con una pequeña cantidad de yeso (3 a 4%) que actúa como regulador de fraguado, dando como resultado el CEMENTO. Según el tipo de cemento se agregan al clinker, durante la molienda, compuestos minerales (calcáreos, puzolanas, escorias de alto horno, cenizas volantes) para formar los llamados Cementos Portland con Adiciones. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 22. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 23. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND La normas: INEN 152 establece 5 tipos de cemento portland: TIPO I: Cemento Portland ordinario de uso general. Se lo utiliza en hormigones normales que no estarán expuestos a sulfatos en el ambiente, en el suelo o en el agua del subsuelo. TIPO IA: Tipo I + aditivo incorporador de aire TIPO IE: Es aquel en el que se incluye hasta un 20% de puzolana en el momento de moler el clinker. TIPO IP: Se incluye entre 20 y 40% de puzolana en el momento de moler el clinker, para que reaccione con la cal y colabore con la resistencia. • Los cementos que se usan en el país son el IP y el IE. • VENTAJAS DE USAR CEMENTO CON PUZOLANA a) Genera menor calor de hidratación. b) Son mas resistentes a las aguas con sulfatos y a las aguas selenitosas. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 24. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND TIPO II: De moderado calor de hidratación y moderada resistencia a sulfatos. Pueden usarse como cementos antibacteriales por ejemplo en piscinas. TIPO IIA: Tipo II + aditivo incorporador de aire. TIPO III: De alta resistencia inicial, pero producen mayor calor de hidratación. Son los cementos de fraguado rápido, que suelen utilizarse en obras de hormigón que están en contacto con flujos de agua durante su construcción o en obras que pueden inestabilizarse rápidamente durante la construcción. TIPO IIIA: Tipo III + aditivo incorporador de aire. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 25. TIPOS DE CEMENTO PORTLAND TIPO IV: De bajo calor de hidratación. Son los cementos de fraguado lento. Se los emplea en obras que contienen grandes volúmenes continuos de hormigón como las presas, permitiendo controlar el calor emitido durante el proceso de fraguado. TIPO V: Resistente a los sulfatos que pueden estar presentes en los agregados del hormigón o en el propio medio ambiente. • En Europa se identfica al cemento así: P-250, P-350, P-450, etc., en donde: P = Portland # = Resistencia a la compresión a los 28 días de edad, de un mortero normal 1:3. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 26. CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANCAS DEL CEMENTO 1. Finura de Molido: Característica íntimamente ligada al valor hidráulico del cemento, ya que influye en la velocidad de las reacciones químicas durante el fraguado. Los granos de cemento se hidratan únicamente hasta una profundidad de 0.01mm, por lo que, si son demasiado gruesos quedará un núcleo inerte, bajando su rendimiento. Si son demasiado finos, su retracción y calor de hidratación aumentan, resultando perjudicial. Pero, sabiendo que las resistencias mecánicas aumentan con la finura, se llega al compromiso de que el cemento portland debe estar finamente molido pero no en exceso. La finura de cemento se mide por sus residuos en dos tamices tipo, de 900 y 4900 mallas por centímetro cuadrado. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 27. CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANCAS DEL CEMENTO 2. Peso específico real: Varía muy poco de unos cementos a otros y oscila alrededor de 3.0 g/cm3. 3. Fraguado: El cemento al ser mezclado con el agua forma una pasta, que tiene la propiedad de rigidizarse progresivamente adquiriendo resistencia. FRAGUADO INICIAL: Es el tiempo transcurrido desde que se añade agua a la mezcla hasta que empieza a perder plasticidad (trabajabilidad) y ganar resistencia. FRAGUADO FINAL: Es el tiempo transcurrido desde que se añade agua a la mezcla hasta cuando cuando ésta está lo suficientemente endurecida tal que, al añadir mas agua, no sufre alteración de ningún tipo. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 28. CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANCAS DEL CEMENTO FALSO FRAGUADO: Endurecimiento prematuro de la mezcla, que tiene lugar de 1 a 5 minutos después de comenzar el amasado, debido a la deshidratación de la piedra de yeso durante la molienda. • Este proceso parece provenir de un comportamiento anómalo del yeso adicionado al cemento en la etapa de molienda del clínker. • Dificulta grandemente los procesos de manipulación, transporte, coloca-ción y compactación del hormigón. • No altera las propiedades del cemento, por lo que es inofensivo. • Se soluciona continuando el amasado del cemento. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 29. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DURACION DEL FRAGUADO a) Finura: Cuanto mas fino es el cemento, el fraguado es más rápido. b) Agua: Cuanto menos agua, más rápido es el fraguado. c) Aridos: No deben tener materias orgánicas ni humus, porque retrasan el fraguado. d) Temperatura: La elevación de temperatura disminuye el tiempo de fraguado y viceversa. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 30. CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANICAS DEL CEMENTO 4. Expansión en autoclave: Ensayo que combina presión con temperatura poniendo de manifiesto el carácter mas o menos expansivo que tendrá un cemento. 5. Resistencia Mecánicas: Como resistencia de un cemento se entiende la de un mortero normalizado, amasado con con arena de granulometría de terminada, y relación agua /cemento específica. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 31. CEMENTO BLANCO • El cemento portland blanco se obtiene a partir de un clinker de color blanco al que luego en la molienda adiciona yeso. • El clinker blanco se obtiene por calcinación a una temperatura del orden de 1450-1500 C en el horno de una mezcla finamente dividida de piedra caliza y arcillas blancas de tipo caolín. • Los cementos blancos tienen las mismas resistencias e incluso mayores que los cementos grises. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 32. FABRICACION DEL CEMENTO BLANCO M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 33. USOS DEL CEMENTO BLANCO: • Construcciones generales de concreto, tales como: losas, columnas, vigas, muros, pisos, pavimentos, aceras. • Elementos prefabricados: bloques, tejas, ladrillos, adoquines, estatuas, bancas, potes, fuentes, etc. • Lechada para pisos y paredes. • Pegamento de baldosas, azulejos y piezas sanitarias. • Base de pintura. • Fabricación de baldosas para pisos exteriores e interiores. • Materia prima primordial para la fabricación de morteros de diversos tipos: estucos, monocapas, lechadas y pegamentos. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 34. ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO • Debe almacenarse en un lugar fresco y seco de temperatura controlada. • El piso deberá ser de preferencia de tablas, que se eleven sobre el suelo natural para evitar el paso de la humedad. • Las bolsas se deberán apilar juntas, de manera de minimizar la circulación del aire, dejando un espacio alrededor de las paredes. • Las puertas y las ventanas deberán estar permanentemente cerradas. • El apilamiento del cemento, por periodos no mayores de 60 días, podrá llegar hasta una altura de doce bolsas. Para mayores periodos de almacenamiento el limite recomendado es el de ocho bolsas, para evitar la compactación del cemento. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 35. ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO • No deberá aceptarse, de acuerdo a lo establecido en la norma, bolsas deterioradas o que manifiesten señales de endurecimiento del cemento. • En obras pequeñas o cuando el cemento va a estar almacenado en periodos cortos, no más de 7 días, puede almacenarse con una mínima protección. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 36. CEMENTO AL GRANEL • Tran spor te (Veh ículo Ciste rna) • Almacenamiento • Transporte (Remolque) en Silos M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 37. LOS AGREGADOS o ARIDOS (INEN 872 – ASTM C 33) Término que se emplea para definir al material pétreo que se utiliza en el hormigón, independientemente de su tamaño. • El término agregado abarca a las arenas, gravas naturales y piedra triturada, y también los materiales especiales utilizados para producir hormigones ligeros y pesados. • Los áridos deben tener características de resistencia y durabilidad en grado igual o superior a las especificadas para el concreto. • Los áridos pueden ser rodados cuyo uso debe limitarse a hormigones de baja resistencia, y machacados o triturados, empleados en hormigones de mediana y alta resistencia. • Si el árido se encuentra mezclado con arcilla es imprescindible lavarlo, ya que este material disminuye grandemente la adherencia con la pasta. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 38. FUNCIONES DE LOS AGREGADOS 1. Bajar el costo del hormigón. 2. Comunicar su resistencia a la compresión y a la abrasión al hormigón. 3. Reducir los cambios volumetricos (retracción) durante el fraguado, ya que el cemento disminuye su volumen al fraguar. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 39. LOS AGREGADOS o ARIDOS LA ARENA o ARIDO FINO: Se denomina así a la fracción menor a 5mm. Es el árido de mayor responsabilidad, al punto que podría decirse que no es posible hacer un buen hormigón sin una buena arena. • Las mejores arenas son las de río, ya que salvo algunas excepciones son cuarzo puro. • Las arenas de mina suelen tener arcilla en exceso, por lo que deben lavarse. • Las arenas que provienen de la trituración de granitos, basaltos y rocas análogas, son también exelentes. • Las arenas de procedencia caliza son de calidad muy variable. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 40. LOS AGREGADOS (ARIDOS) LA ARENA o ARIDO FINO • La humedad de la arena es de gran importancia en la dosificación de hormigones, sobre todo cuando se dosifica al volumen. • La arena no debe contener sustancias perjudiciales para el hormigón. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 41. LOS AGREGADOS (ARIDOS) LA GRAVA, RIPIO o ARIDO GRUESO: Se denomina así a la fracción mayor de 5mm. • Su resistencia está ligada a su dureza, densidad, y modulo de elasticidad. • Una buena grava tiene una densidad real mayor a 2.6 g/cc, y una resistencia a la compresión mayor a 1000 Kg/cm2. • Una grava no admisible tiene una densidad real menor a 2.3 g/cc, y una resistencia a la compresión menor a 500 Kg/cm2. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 42. DENSIDAD APARENTE DE LOS AGREGADOS Es la relación entre la masa del agregado que ocupa el recipiente, para el volumen del recipiente. Se llama APARENTE, debido a que quedan vacíos entre las partículas de agregado. PESO UNITARIO: según norma ASTM m d= MASA UNITARIA: según norma V INEN DENSIDAD APARENTE: es como la llamaremos M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 43. ENSAYO DE LA DETERMINACION DE LA DENSIDAD APARENTE DE LOS AGREGADOS (INEN 858) DETERMINACION DELA DENSIDAD SUELTA • Llenamos el recipiente con el agregado únicamente con una pala, y luego enrasamos a nivel del borde del recipiente. • La densidad será igual a la masa del agregado suelto dividida para el volumen del recipiente. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 44. ENSAYO DE LA DETERMINACION DE LA DENSIDAD APARENTE DE LOS AGREGADOS DETERMINACION DELA DENSIDAD COMPACTADA • Llenamos el recipiente con el agregado hasta el 1/3 de su altura. • Compactamos con la varilla de acero dando 25 golpes en espiral de adentro hacia afuera, cuidando de no golpear el fondo del recipiente. • Colocamos otra capa de material hasta los 2/3 de la altura y compactamos de acuerdo al procedimiento indicado. • Llenamos el recipiente hasta un poco mas del borde, compactamos y enrasamos. Varilla lisa compactadora: L = 24” = 600mm ; D = 5/8” = 16mm M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 45. DENSIDAD APARENTE DE LA MEZCLA COMPACTADA DE AGREGADO FINO CON AGREGADO GRUESO M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 46. CONDICIONES DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS SECADO AL HORNO (SECO): Toda la humedad externa e interna es eliminada por calentamiento a una temperatura de 270 F. HUMEDAD NATURAL: Cuando no hay humedad libre o superficial, y parte de los poros internos de la partícula están llenos de agua. SATURADO SUPERFICIE SECA (SSS): Cuando no hay humedad libre o superficial, pero todos los poros internos de la partícula estan llenos de agua. SATURADO SUPERFICIE HUMEDA (SSH): Cuando hay humedad superficial, la partícula está visiblemente mojada, y todos sus poros están llenos de agua. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 47. CAPACIDAD DE ABSORCION DE LOS AGREGADOS Msss − M sec o CA(%) = x100 M sec o COMENTARIOS • Si El material está en condición SSS, diremos que está en equilibrio o en una condición especial, ya que no puede absorver mas agua pero tampoco cederla. • Al momento de elaborar el Hormigón, los agregados pasan de cualquier condición en la que estén, a la condición SSS. • Cuanto mas alta es la capacidad de absorción del agregado, éste es de menor calidad. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 48. DENSIDAD REAL DE LOS AGREGADOS ASTM la llama BULK SPECIFIC GRAVITY Msss δr = INEN la llama DENSIDAD ABSOLUTA Vmaterial DENSIDAD REAL es como la llamaremos. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 49. DENSIDAD REAL DEL AGREGADO GRUESO Normas: ASTM C127-80, INEN 857 Msss δr = Msss − Menelagua δagua DENSIDAD REAL DEL AGREGADO FINO Normas: ASTM C128-80, INEN 856 • Se determinará con el método del picnómetro, con similar procedimiento al realizado para el cemento. Msss δr = Vmaterial M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 50. GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS Es la distribución de los distintos tamaños de los granos que lo componen. • Los áridos empleados en hormigón se obtienen mezclando en proporciones adecuadas, arenas y gravas. El árido compuesto debe reunir dos condiciones : a) Su compacidad debe ser lo mas elevada posible, ya que así será menor la cantidad de cemento para un hormigón compacto. La compacidad de un árido es la relación entre su volumen real y su volumen aparente. b) La superficie total (superficie específica) de los granos del árido debe tener el menor valor posible, ya que todos ellos deben ir envueltos de una película de pasta de cemento, cuya cantidad disminuye con la mencionada superficie. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 51. La granulometría se determina mediante el tamizado de una muestra en los tamices de la SERIE DE TYLER, o los especificados por la norma ASTM E11, e INEN 152 TAMICES DE LA SERIE DE TYLER Tamiz # 200 100 50 30 16 8 4 3/8" 3/4" 1 1/2" 3" Abert ura en mm 0.075 0.149 0.297 0.59 1.19 2.38 4.76 9.50 19.00 38.00 76.00 • De acuerdo a ASTM E11, para agregado fino se usarán los tamices #4, #8, #16, #30, #50, y #100; mientras que para agregado grueso los tamices 6”, 3”, 1 ½”, ¾”, 3/8”, y #4. • Los detalles sobre la Curva Granulométrica de los agregados se especifica en la norma INEN 696. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 52. Ejercicio granulométrico para el agregado fino PARABOLA DE FULLER d d= Diámetro de la partícula menor P = 100 D= Diámetro de la partícula mayor D • Indica el porcentaje que debe pasar por cada tamiz • Fuller dice que si el agregado no cumple con la gráfica que se construye con la ecuación dada NO es un buen agregado, lo cual no es del todo cierto, por lo que la Norma ASTM C33 propone otros límites para determinar la distribución granulométrica de los agregados. • Si la curva del material se encuentra sobre la curva de la norma, entonces es demasiado fino; y si está por debajo es demasiado grueso. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 53. MODULO DE FINURA o MODULO DE FINEZA o MODULO GRANULOMETRICO (ASTM C125) • El módulo de finura es el valor correspondiente a la centésima parte de la suma de los porcentajes retenidos acumulados en los tamices #100 - #50 - #30 - #16 - #8 - #4 – 3/8” – 3/4”, etc. • Se recomienda que el módulo de finura para las arenas, para su uso en hormigón, esté entre 2.3 y 3.1. • Si el módulo de finura disminuye, el material es más fino y por lo tanto la superficie específica aumenta, y viceversa. TAMAÑO NOMINAL MAXIMO Es el tamaño del tamíz comercial anterior al primer tamíz en el que hubo el 15% o más de retenido. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 54. OTRAS NORMAS PARA ENSAYOS - Resistencia al desgaste del ripio: INEN 860 - Contenido de Humedad de los agregados: INEN 862 - Sanidad del Arena: INEN 855 M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 55. AGUA DE AMASADO Y AGUA DE CURADOPARA EL HORMIGON • El agua de amasado participa en las reacciones de hidratación del cemento, y confiere al hormigón la trabajabilidad necesaria para una correcta puesta en obra. • La cantidad de agua de amasado debe ser la mínima necesaria, ya que el agua en exceso se evapora y crea una serie de huecos (capilares) en el hormigón, que disminuyen su resistencia. • Cada litro de agua de amasado añadida de más al hormigón, equivale a una disminución de 2Kg. de cemento, aproximadamente. • El hormigón debe curarse con abundante agua. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.
  • 56. Tanto el agua de amasado como el agua de curado deben ser aptas para desempeñar eficazmente su función, por lo que, como regla general El agua de amasado y de curado debe ser POTABLE • Las aguas de alta montaña por su gran pureza, son altamente agresivas. • Aguas bombeadas de minas, que no sean de carbón, algunas de residuos industriales, aguas pantanosas, pueden ser usadas sin problema. • Pero si el agua tiene partículas en suspensión (limos o arcillas), debe analizarse la posibilidad de uso, ya que estos finos disminuyen notablemente la adherencia pasta – árido. • Si obligadamente debe usarse una agua sospechosa, deberá reforzarse la dosis de cemento en el hormigón. M.Sc. Ing. Santiago Medina R.